東曲煤礦輸煤通道東曲選煤廠段隧道和地面變形及隧道涌水的范圍主要集中 1# 交岔點、安全通道、裝載硐室、2# 交岔點、運煤通道 K0 ～ K0+120 m 等地段。其中 K0 ～ K0+120 m 段、中煤倉至 2# 交岔點段多次出現大量涌水，且巷道出現開裂變形、底鼓等現象。直至 2013 年 8 月，在隧道 K0+20 ～ K0+40 m 段地表出現兩處塌陷，塌陷為柱狀塌陷，為圓柱狀，直徑在 8-10 米左右 ;2013 年 10 月，在 K0+30 m ～ K0+45m 段隧道內又出現大量涌水(含泥沙量較大，大于 5%)，涌水量最大期間達到 140 m3 。其中 2 號交叉點以西 k0+20 m-k0+70 m 段作為試驗段于 2013 年 12 月底完成注漿堵水施工，2 號交叉點到 1 號交叉點之間地段(包括主巷道和安全通道)工程地質條件與水文地質條件存在較大的爭議。

　　1 工程地質條件

　　1.1 地層巖性與構造地質條件古交輸煤通道東曲選煤廠段巷道位于古交正斷層破碎帶范圍內，巷道上部地層主要有第四系人工填土層，第四系沖積層，第四系殘積土層(斷層破碎帶強風化層)。

　　1.2 水文地質條件根據地層巖性、地下水類型、含水解質空間性質及水力特征等，將隧道頂部地層劃分三個含水巖組，分別為 ：第四系沖積層含水巖組、第四系殘積層隔水巖組，第四系殘積破碎帶裂隙水巖組。

　　第四系沖積含水巖組 ：由卵、漂石及砂層組成，富水性較強，滲透性好，一般厚 16 ～ 27 m，主要靠汾河、大氣降水及地表水入滲補給，水位埋藏較淺。滲透系數(k)為 27.77 ～ 56.48 m/d，水質類型為 ：HCO3-Ca-Mg，礦化度為 0.29 ～ 0.59 g/l，PH 值為 7.1 ～ 7.9，為弱堿性水。水位標高 946 ～ 948 m，本含水層巖組在隧道范圍內廣泛分布。

　　第四系殘積層隔水巖組 ：原為斷層角礫巖，風東曲煤礦輸煤通道東曲選煤廠段隧道和地面變形及隧道涌水的范圍主要集中 1# 交岔點、安全通道、裝載硐室、2# 交岔點、運煤通道 K0 ～ K0+120 m 等地段。其中 K0 ～ K0+120 m 段、中煤倉至 2# 交岔點段多次出現大量涌水，且巷道出現開裂變形、底鼓等現象。直至 2013 年 8 月，在隧道 K0+20 ～ K0+40 m 段地表出現兩處塌陷，塌陷為柱狀塌陷，為圓柱狀，直徑在 8-10 米左右 ;2013 年 10 月，在 K0+30 m ～ K0+45m 段隧道內又出現大量涌水(含泥沙量較大，大于 5%)，涌水量最大期間達到 140 m3 。其中 2 號交叉點以西 k0+20 m-k0+70 m 段作為試驗段于 2013 年 12 月底完成注漿堵水施工，2 號交叉點到 1 號交叉點之間地段(包括主巷道和安全通道)工程地質條件與水文地質條件存在較大的爭議。 □ 張 龍 山西焦煤集團有限責任公司東曲煤礦化后為含碎、塊石粘性土，本巖組不含地下水，潛孔錘鉆進時殘渣為干巖粉。滲透系數較小(未做水文地質試驗)。最高頂標高為 950 m，最底頂標高為 937 m，厚度在 0 ～ 28 m 之間。本巖組主要在安全通道及濃縮池 - 原煤倉一帶分布。

　　第四系殘積層破碎帶裂隙水巖組 ：原為斷層角礫巖，風化后為含粘性土碎、塊石，在隧道施工出現冒頂和隧道變形引起圍巖變形的過程中形成較多的裂縫，本巖組中的地下水就賦存于這些裂縫之中，由于裂縫的連續性好，本層水的滲透系數極大。在選煤廠主廠房到中煤倉段和選煤廠花園 - 露天堆煤場一帶直接與第四系沖積層含水巖組接觸。第四系沖積層含水巖組是含水巖組的最重要補給來源。本含水巖組地下水水位標高為 946 ～ 948 m。

　　2 輸煤通道中煤倉段變形原因分析

　　2.1 巷道變形概況東曲礦輸煤通道中煤倉段在 6 月 26 日中煤倉注漿是出現巷道變形，北側巷道向內鼓出約 20 cm 左右，變形巷道長度約 9 m。中煤倉去年 10 月份共施工了 12 個注漿孔。

　　2.2 變形原因分析

　　(1)地質原因。根據前期施工鉆孔和本次施工鉆孔編錄及本次工程地質、水文地質施工勘察。根據勘察，中煤倉段沖積層潛水含水巖組與第四系殘積破碎帶裂隙水巖組是直接接觸的， 第四系殘積破碎帶裂隙水含水層通過沖積層潛水含水巖組直接補給。中煤倉掉下煤塊含水泥漿證明了中煤倉存在裂隙或空洞，這些裂隙導致中煤倉長期滲漏，滲漏的后果是中煤倉附近的裂隙擴大導致水土壓力的增大，使中煤倉下的巷道支護結構長期處于滿負荷的運轉狀態，隧道的穩定處于極限平衡狀態。

　　(2)結構原因。中煤倉隧道支護結構二撐沒有與一撐形成一個整體，二撐相當于一個懸臂結構，二撐的配筋為 Φ18@300，這樣的配筋與其它地段的兩層鋼拱架而言結構剛度相對薄弱，該段支護結構相對于整個隧道的支護結構而言形成一個相對薄弱的地段。

　　(3)注漿施工原因。本次 HQ33 注漿孔施工時根據前期經驗注漿壓力選擇在 0.7~0.8 MPa，比潛水壓力大 0.2 ~0.3 MPa，為保證漿液擴散，應當說注漿壓力是適當的，但注漿時沒考慮到本段結構的特殊性，該段結構處于一個極限平衡狀態，注漿增加的壓力誘發了隧道的變形，與隧道變形的時間也是匹配的。

　　3 方案設計

　　3.1 方案一本方案設計的依據為本次勘察成果。主要為地面深孔注漿，在切斷潛水下滲通道的同時，達到加固巷道圍巖強度的效果。

　　(1)地面注漿。由于主洗車間 - 中煤倉段與選煤廠花園塌陷地段的水文地質條件基本一致，存在較大的安全隱患，該段的治理工作時下一步地面注漿的重點。同時安全通道段由于隧道施工冒頂、隧道變形等原因，在隧道頂部存在約 20 米厚的第四系殘積層破碎帶裂隙水巖組，雖然地下水來源已切斷，為限制隧道變形，對隧道兩側的土層加固及裂隙的充填是必要的。建議主洗車間 - 中煤倉段參照試驗段的注漿進行設計，安全通道段在隧道兩側各施工一排注漿孔，到達裂隙充填降低隧道圍巖壓力的目的。本次共布設地面注漿孔 59 個 ( 不包括 10 個勘察孔 )，同時在中煤倉安全通道處補設一個勘探孔。其中中煤倉附近的鉆孔為淺孔，深度為 45 m，下部 10 m 采用靜壓注漿，上部 10 m 采用有壓注漿，注漿壓力不高于 1.5 MPa。其余鉆孔仍根據前期設計。

　　(2)井下巷道底板及后壁加固。①運煤通道 K0-28 m 巷道底板開挖、重新鋪設(架設反拱及鋼筋網)，K0-20 m 段注漿堵水。② 2# 交岔點巷道底板開挖、鋪底，注漿堵水。 ③井底繞道(機尾處)架設 U25 可伸縮支架 30 架，水溝底板涌水段開挖、重新鋪底，注漿堵水。④中煤倉段巷道壁后注漿，注漿長度為 15 m。該方案設計到地面注漿的施工問題，主要是主洗車間需要在會議室內進行，主洗車間會議室層高僅 4 m 左右，能夠進行施工的鉆機高度為 5 m，主洗車間施工需要下挖 1 米左右才能進行施工，涉及到施工措施費問題。優點是在目前勘探成果的基礎上能夠有效地到達止水效果。

　　3.2 方案二本方案的設計依據是修補已經破壞的第四系殘積層隔水巖組，切斷第四系潛水的下滲通道，同時對隧道進行璧后注漿，提高圍巖強度，確保巷道穩定。

　　(1)地面注漿。安全通道段在隧道兩側各施工一排注漿孔，深度為 70 m，孔數為 15 個，達到裂隙充填降低隧道圍巖壓力的目的。主洗車間所有鉆孔都改為淺孔注漿(孔深 40 m，注漿長度為 15 m)，注漿孔為 28 個，另設 4 個勘察孔。到達充填孔洞加固主洗車間基礎的作用。為保證隔水層的修復成功，需要增加 4 個勘察孔，確定第四系殘積層隔水巖組的破壞寬度。

　　(2)井下巷道底板及后壁加固。①運煤通道 K0-28m 巷道底板開挖、重新鋪設(架設反拱及鋼筋網)，K0-20m 段注漿堵水。② 2# 交岔點巷道底板開挖、鋪底，注漿堵水。 ③井底繞道(機尾處)架設 U25 可伸縮支架 30 架，水溝底板涌水段開挖、重新鋪底，注漿堵水。④中煤倉 -0 號交叉點段巷道壁后注漿，注漿長度為 66 m。璧后注漿孔深度以為 15 m，前部 5 m 采用跟管鉆進，在套改外部設置法蘭盤，控制地下水，當地下水的水量達到 4 m3 /h 后停止鉆進。需設置璧后注漿孔 42 個。

　　本方案的優點是地面注漿孔可采用常規鉆機繼續鉆進，地面注漿的工程量大大減少。缺點是第四系殘積層隔水巖組的破壞寬度需通過施工勘察確定，工程量存在少量的不確定性，同時增加了井下注漿的工程量和工作難度，同時工程造價的估算也需根據實驗重新確定。

　　《煤礦輸煤通道底板出水分析與應對措施》來源：《礦業裝備》，作者：張 龍。